TS3000系统在轴流式压缩机防喘控制的研究与应用

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喘振是风机的固有特性，是使轴流压缩机性能反常的-种不稳定的运行状态。喘振时轴流压缩机压力和流量的周期性大幅度变化，进-步可能会产生流量的反向，由此引起过大的轴振动、轴位移和发热，造成轴承 密封、叶轮和转子的损坏。即使没有明显的危险发生，机组工作寿命和效率也已降低。所以喘振的预防是轴流压缩机控制的重点。

宝钢集团广东韶关钢铁有限公司能源环保部发电工段二工序 (原广东韶关钢铁集团有限公司热电厂第二热电站)有1台AV80-15汽动鼓风机组，D2台AV90-l5汽动鼓风机组。其中I#AV80风机负责7"2500m 高炉的供风，3 V90风机负责8 3200m 高炉的供风，2#AV90- 15风机作为备用风机。1 V80风机于2005年年底投产，2台AV90汽动鼓风机于2009年8月投产。

二，轴流压缩机的防喘控制1.喘振的机理喘振是风机的-种固有特性，如图1所示。图中的阻力线”为管网系统的阻力线，静叶不同开度 下的压缩机特性曲线与阻力线的交点曰为静叶开度为 时的稳定工况点。如果保持静叶开度不变，管网阻力增加， 。

此时压缩机的工况点会向上移动，当移动到某个点A的时候，压缩机的出口压力和出口流量会出现紊乱，振动增加，如果此时管网的压力大，会使出口风量减少，甚至出现负值，出现管网向风机倒流，当管网压力降低的时候压缩机又会恢复供风，如此反复犹如 喘气”，此现象称为 喘振”。

o 出口流量9图1 风机喘振机理2.喘振的控制由喘振的机理可以看到，只要防止压缩机流量过型可以有效地预防喘振的发生。由于管网的阻力是不能调节的，所以在实际应用中-般都是在压缩机的排气侧增加-个防喘阀，即当快要达到A点的时候，人为打开防喘阀，使工况点在A点以下，所以及时打开防喘阀可以有效地防止压缩机喘振。那么什么时候打开防喘阀将成为关键，打开防喘阀的时机就是工况点U'AA点的时候，重点在于确定A点的坐标，工业应用中为了保证数据的准确，A点的坐标都是现场实际做出来的。图2中是做了4个喘振点的防喘画面，将4个点连接起来就形成了 喘振线”，将喘振线的数据保留8%的裕度便形成了 防喘线”，图中的阴影部分为风机 安全工作区域”。

口丑 图2 喘振线的确定三，TS3000.-重化轴流压缩机的防喘控制1.TS3000三重化系统介绍TS3000系统是TRICONEX公司研制的-套从主处理器到输入、输出拈完全三重化的容错控制系统。每个I/O模件内有3个独立的分电路。输入拈的每个分电路读人数据并送至各主处理器。34"主处理器利用其专有的高速三重化总线 (TRIBus)进行通信。同时对三重化总线输入数据进行表决，对输出数据进行比较、表决。该系统集机组的透平调速控制、防喘振控制、性能控制、负荷分配控制、抽气控制、自保联锁逻辑控制、烟机控制以及发电机控制等功能为-体，具有集成度和可靠性高，维护性强等特点，消除了分立系统的缺点，为机组的长周期安全稳定运行提供了-定保障，特别是机组的透平调速控制、防喘振控制更有针对性和有效性。

2.TS3000三重化系统的防喘控制TS3000控制系统的喘振控制功能如图3所示，每-个拈都定义-种具体的控制功能，各种控制功能之间相互作用，构成-个完整的防喘振控制系统。

(1)拈1 选定喘振算法。TS3000控制算法分两种：即p /p ～h/p 喘振算法和 (P -P )～hip。喘振算法，韶关钢铁有能源环保部选用PJP ～hip 喘振算法(因为韶关钢铁有能源环保部机组的喘振曲线是非线性的，故这种算法更为可靠)。

(3)拈3 喘振安全域 (即喘振控制曲线与喘振曲线之间的距离)重新校验，如果机组发生喘振，说明喘振安全域设置得不太准确，需自动重新进行调整。

主风机的喘振安全域设为6%。运行情况表明，在该安全域下运行，既能保证机组安全运行，又能节约能耗。

硎 通用栅麓Ⅵ .c研X.conl 2013 第7期- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ： 1喘振曲线4控制线 5设定值图3 TS3000防喘振控制系统(4)拈4 生成喘振控制曲线，即喘振曲线加喘振安全域得到喘振控制曲线。

(5)拈5 计算出喘振控制器的设定值。喘振控制器的设定值根据工作点的变化而变化。如果工作点位于喘振控制线的左边，则该设定值与工作点的距离为某-设定值，-般设为5%～8%；如果工作点位于喘振控制线的右边，则与喘振控制线进行高选，依此来确定喘振控制器的设定值。

(6)拈6 该拈为喘振控制器，这是-个快速PID控制器，根据喘振控制器的设定值及当前的人口流量来计算出喘振控制器的输出值。

如工艺扰动特别大或其他原因，造成机组突然喘振，喘振控制器来不及响应，这时该拈输出-个比例项输出值来迅速打开放空阀。

(8)拈8 计算机组起动时的控制逻辑输出值。在机组起动时，控制逻辑使放空阀全开，使机组能安全起动，从而防止意外事故的发生。

(9)拈9 选择防喘振控制程序的输出值，即在快速PID控制器的输出值、比例项的输出值、机组起动时逻辑控制器的输出值三者之间进行高眩(10)拈10 计算喘振2速度耦合控制器的值。

如果喘振发生，控制逻辑会使速度控制器的设定值增加，使机组转速升高增大入口流量防止喘振。当然如果转速升高，机组的出口压力升高，有可能继续引起喘出越逗坳曲咖金 胁振，就应该解除耦合实现解耦控制。

(11)拈11 设定喘振控制逻辑的手动、半自动及自动控制功能。如果在手动，快速PID控制器的输出值不起作用。如果在半自动方式，快速PID控制器仍然监控机组的运行情况，防止机组发生喘振。

(13)拈13 对等百分比阀进行线性化处理，提高其响应特性。

3.TRICON防喘控制的特点1)如果喘振发生，喘振安全裕度可自动调整。假设-个喘振事件发生，如果裕度减少幅度小于1%，若喘振控制器被使用并且喘振控制器在自动或者不在全手动状态下那么重新校准功能使能。每次喘振发生重新校准偏差就会按重新校准增量的幅度增大，但是重新校准增量给出了重新校准总和的上限值。

2)设定点浮动线功能：根据工作点向喘振线窜动冶金/矿山通用机械伽 6 in Jletalhu'gh'al＆Mine hidustrv I的移动速度和防喘线的距离及时打开防喘阀。

3)在喘振发生时控制器并不会把防喘阀全部打开，会实际计算出防喘阀的开度。防喘阀的打开顺序是先开1 防喘阀U60%，如果还不能满足的时候再打开2防喘阀。

4)比例调节功能可以 迫使”防喘阀独立于控制过程而打开。

四 结语TS3000三重冗余控制系统在韶关钢铁有能源环保部已经运行3年多，总体运行稳定可靠，尤其在防喘调节方面控制系统调节迅速，保护及时，为高炉风机的稳定运行提供了保障，为企业的稳定、环保、效益做出了贡献。GM(收稿Et期：2013/04/08)壳牌推出全新升级导轨油产品--通拿(Tonna)S3 M日前，壳牌正式发布了全新升级导轨油产品通拿(Tonna)S3M，该产品是壳牌主流产品通拿 (Tonna)S2M的升级产品。经过升级之后的通拿 (Tonna)S3M在性能上较原有产品有大幅提升，并具有更高的性价比。

通拿 (Tonna)S3M最为引人注目的特点在于它出色的联合性能，该性能得到了众多权威机构的认同，它同时满足以下四大认证标准：ISO1 1 158/IS06743-4HM[IHG，ISO12925-1SO6743-6CKC，ISO19378/ISO6743-13GA和GBDINCGLP和CincinnatiMachineP- 50(IS0220)、P-47(IS068)。这表明通拿(Tonna)S3M不仅仅能润滑导轨部件，还能为齿轮、轴承、液压系统提供高级抗磨损保护，特别适用于联合润滑系统的数控机床及加工中心。

在产品的升级研发过程中，壳牌通过与众多机床OEM厂商紧密合作，致力于解决机床导轨和工作台所存在的 爬行”问题，确保高精度机床的设计定位精度发挥正常，减少因精度不足导致的质量问题，如返工和零件报废等，这迎合了机床行业追求更高加工精度的行业发展趋势。升级产品通拿 (Tonna)S3M具有优异的材料相容性，不仅满足传统材料摩擦副导轨，也适用于具有合成涂层的摩擦副材料，如热塑性塑料和热固材料。

除此之外，作为-款优秀的机床导轨油，通拿(Tonna)S3M还拥有卓越的抗乳化性能。同时，它可以有效粘附在导轨表面，防止被金属加工液冲刷掉，还能与水溶性切削液迅速分离，大大延长了金属加工液的使用寿命，有效减少夏天切削液发臭变质的现象，也大幅度提高了机床的设备使用率。在环保性能上，由于通拿 (Tonna)S3M不含磷酸盐和重金属元素，能最大限度降低使用后的废液处理费用。

通拿 (Tonna)S3M的优秀性能已经得到了世界众多机床巨头的认可和推荐，包括日本机床企业山崎马扎克 (Mazak)、牧野(Makino)、大隈(Okuma)、森精机 (MoriSeiki)，美 国 的 格 利 森(Gleason)、辛辛那提 (Cincinnati)和 德 国 的埃 马 克(EMAG)等。